趙娜
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：本文將從電力數(shù)據(jù)中心的末端供電可靠性出發(fā)，對幾種主要的數(shù)據(jù)中心機柜供電方案進行對比研究，分析其優(yōu)缺點，以及應(yīng)用場景，提出為電力數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵負載提供可靠性用電保障的參考方案。重點分析列頭柜幾種配置發(fā)展方向?qū)ζ淇煽啃?、靈活性以及經(jīng)濟性角度進行深入探討，為關(guān)鍵電力負載提供可靠性的用電保障。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 末端配電 列頭柜
1.概述：
電力數(shù)據(jù)中心是電力企業(yè)通信、調(diào)度、信息、營銷、經(jīng)營、綜合管理及分析決策等服務(wù)的公共信息平臺，是各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享平臺，是電力企業(yè)跨業(yè)務(wù)、跨流程高級應(yīng)用的重要支持平臺。電力數(shù)據(jù)中心既包含信息系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)，還包括綜合數(shù)據(jù)通信鏈路、綜合環(huán)境控制基礎(chǔ)設(shè)施，其中配電系統(tǒng)是支撐電力數(shù)據(jù)中心正常運行最為關(guān)鍵的設(shè)施之一。
2.傳統(tǒng)列頭柜供電方式
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心機柜端配電采用配電列頭柜加電纜的配電方式，同時每個機柜配置兩條 PDU 插座，通過電纜從列頭柜取電。列頭柜與機柜之間的供電一般有兩種模式。
2.1 模式一：
每個列頭柜同時配置 A 和 B 兩路主輸入開關(guān)及對應(yīng)饋線開關(guān)，每個機柜從1個列頭柜取電。
2.2 模式二：
每個列頭柜配置 A 或 B 兩路主輸入開關(guān)及對應(yīng)饋線開關(guān)，每個機柜從 2 個列頭柜取電。
3.模式一與模式二對比
模式一采用 1 個列頭柜向末端設(shè)備提供A、B路電源，模式二分布在兩個列頭柜向末端設(shè)備提供A路或B路電源。按照國家標(biāo)準機房供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時，正常運行情況下，模式一和模式二均滿足容錯要求，即當(dāng) A、B 路任何一路出現(xiàn)故障時均不影響末端設(shè)備運行。從運維管理角度考慮，模式一中的一路出現(xiàn)故障時，因 A、B兩路供電均在一個列頭柜內(nèi)，因此需停電維護，增加了運維的難度和可操作性。當(dāng)列頭柜內(nèi)配置較低時，存在任何一路故障時有可能對另外一路造成故障的風(fēng)險。因此，從可靠性和可用性比較，模式二相對較高。
4.傳統(tǒng)列頭柜配置比較
列頭柜作為數(shù)據(jù)中心機房末端配電管理的核心設(shè)備，需滿足配電、監(jiān)控、測量、保護、告警等作用。由于信息化設(shè)備進一步集中，數(shù)據(jù)中心對供電可靠性和可管理性要要求越來越高，同時，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的融合，列頭柜高度智能化的技術(shù)也逐步成熟，從第一代簡單智能列頭柜逐步演進到高度智能第三代的技術(shù)。
4.1 列頭柜的發(fā)展大致分為三代，如下：
第一代：多數(shù)采用開關(guān)豎直安裝，在進線端加入數(shù)字電表或觸摸屏和通訊接口，只監(jiān)控主路，未監(jiān)控分路。
第二代：在第二代基礎(chǔ)上增加分路監(jiān)控，實現(xiàn)電源監(jiān)控和能源管理。
第三代：在第三代基礎(chǔ)上提高了智能化技術(shù)，集中開關(guān)模塊化、二次元件模塊化、調(diào)相、 監(jiān)控與一體。
其中，第一代為傳統(tǒng)配電柜，第二代為目前數(shù)據(jù)中心常用精密配電柜，第三代為模塊化精密配電柜，從柜體集成、監(jiān)控、 維護等方面進行比較。（如下圖）
從上表格中可以看出，相比傳統(tǒng)配電柜，從安全管理、運行管理角度看，精密配電柜可提供機房電源管理功能，將配電系統(tǒng)*納入機房監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測內(nèi)容除電氣系統(tǒng)主母線及支路所有電氣參數(shù)，為機房提供更為管理及服務(wù)。同時，用戶可以及早發(fā)現(xiàn)安全隱患，采取相應(yīng)改進措施改善機房供電情況，有效規(guī)避風(fēng)險。
5.安科瑞推出的解決方案
5.1 第一代配置:
遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、頻率、有功功率、有功電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相，過流，頻率過高/過低，輸入分路的開關(guān)狀態(tài)，具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計，實現(xiàn)電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)的越限報警功能。
5.2 第二代配置:
遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相,過流，輸入分路和輸出分路的開關(guān)狀態(tài)，具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計，實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。
5.3 第三代配置:
遙測：輸入分路的三相電壓、三相電流、有功功率、有功電度；輸出分路的單相電壓、單相電流、有功功率、有功電度；
遙信：輸入分路的過壓/欠壓，缺相,過流，輸入分路和輸出分路的開關(guān)狀態(tài)，具備電流、功率需用量分析和統(tǒng)計，實現(xiàn)電壓、電流、功率等參數(shù)的越限報警功能。
5.4產(chǎn)品型號
5.5 系統(tǒng)組網(wǎng)圖：
5.結(jié)語
可靠性、可維護性、經(jīng)濟性、可擴展性和節(jié)能環(huán)保是電力數(shù)據(jù)建設(shè)和運維的幾大關(guān)鍵要素，供配電系統(tǒng)更是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著電網(wǎng) IT 信息系統(tǒng)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心末端配電應(yīng)采用具備更高可用性、更高安全性和靈活性的配電結(jié)構(gòu)進行支撐。
安科瑞電氣股份有限公司長期對數(shù)據(jù)中心行業(yè)進行內(nèi)外部環(huán)境分析，對國家政策、行業(yè)未來發(fā)展趨勢進行行業(yè)熱點分析，預(yù)測未來的行業(yè)發(fā)展方向，同時完善自身行業(yè)的各種應(yīng)用解決方案，分析不同客戶需求，滿足不同客戶的應(yīng)用需求。
參考文獻
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【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計應(yīng)用手冊.2020.06版.
【4】吳勁松，李光泰，李舒濤，王玉庭，張學(xué)昶 （中國能源建設(shè)集團廣東省電力設(shè)計研究院有限公司，）2018
作者簡介
趙娜，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司
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